Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

光纖的奧秘

光纖電纜是本世紀最重要的發(fā)明之一。光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質，使用光來傳送信號。光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端，而不會“溜”出玻璃光纖，這是為什么呢?

如圖甲所示，以某種玻璃為例，當一束激光從這種玻璃射入空氣時，光線在玻璃與空氣的分界面同時發(fā)生折射與反射現(xiàn)象；當入射角逐漸增大時，折射光線強度逐漸減弱，反射光線強度逐漸增強；當入射角增大到41.8°時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，如圖丙所示，這種現(xiàn)象叫做全反射。

并非光線在任何界面都會發(fā)生全反射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象只有在光從一種介質斜射向另一介質折射角大于入射角時才能發(fā)生。

光纖通信就是利用光的全反射原理。如圖丁所示，光導纖維在結構上有內(nèi)芯和外套兩種不同的透明介質，光從內(nèi)芯傳播時遇到光纖外套處，會發(fā)生全反射現(xiàn)象，從而保證光線不會泄漏到光纖外。這樣光就只在玻璃中傳播，而不會“溜”出玻璃光纖，如圖戊所示。

（1）圖甲中，光線從玻璃斜射向空氣時，反射角_______（大于/小于/等于）折射角。

（2）圖乙中，當入射角逐漸增大時_______。

A．折射角逐漸增大，反射角逐漸減小

B．折射角逐漸減小，反射角逐漸增大

C．折射光線逐漸增強，反射光線逐漸減弱

D．折射光線逐漸減弱，反射光線逐漸增強

（3）光從空氣進入玻璃時，增大入射角_________ (有可能/不可能)發(fā)生全反射。

（4）光線從光導纖維的外套斜射向內(nèi)芯時_______。

A．折射角大于入射角，可能會發(fā)生全反射

B．折射角小于入射角，可能會發(fā)生全反射

C．折射角大于入射角，不可能發(fā)生全反射

D．折射角小于入射角，不可能發(fā)生全反射

（5）如圖所示，三棱鏡由圖甲中玻璃做成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個面射入，請在圖中完成這束入射光的光路圖。

（________）

Answer 1

【答案】小于 D 不可能 D

【解析】

(1)[1]由光的折射定律知道，當光線從空氣斜射入其它透明介質時，折射角小于入射角；所以，光線從玻璃斜射向空氣時，入射角總是小于折射角，又因為反射角等于入射角，所以，反射角小于折射角；

(2)[2]由“逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來越遠，且越來越弱，反射光線越來越強�！敝�道，當入射角逐漸增大時，折射光線逐漸減弱，反射光線逐漸增強，故選D；

(3)[3]全反射現(xiàn)象只有在光從一種介質射向另一介質時，折射角大于入射角時才能發(fā)生。如果光是從空氣進入玻璃，根據(jù)折射規(guī)律知道，由折射角小于入射角，當入射角增大時，折射角也增大，但折射角不可能達到90°，所以，這種現(xiàn)象不會發(fā)生；

(4)[4]光線從光導纖維的外套斜射向內(nèi)芯時，折射角小于入射角，不可能發(fā)生全反射，故選D；

(5)[5]光線從空氣垂直于玻璃入射，所以光的傳播方向不變；當光射到玻璃的右表面時，由于入射角為45°，大于臨界角41.8°，所以發(fā)生全反射（折射光線消失，只有反射光線），其路徑大致如下圖所示：